橄欖渣總膳食纖維提取工藝優(yōu)化及其理化性質(zhì)

謝三都

(福建師范大學(xué)閩南科技學(xué)院，福建泉州362332)

橄欖［Canarium album(Lour．)Raeusch］，是一種屬于橄欖科(Burseraceae)橄欖屬(Canarium)的常綠喬木，果實(shí)又名青果、忠果、白欖、青欖［1－2］。隨著橄欖加工產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，以新鮮橄欖為原料制備橄欖果汁、橄欖果酒和橄欖果醋等產(chǎn)品的產(chǎn)量越來(lái)越大，其加工副產(chǎn)品——橄欖渣的處理量也隨之增加，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。膳食纖維具有促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)、誘導(dǎo)腸中有益菌群繁殖、吸附腸胃中的陽(yáng)離子而降低血壓、與脂肪和膽汁酸作用使之排出體外而降低血清膽固醇等生理功能，對(duì)冠心病、大腸癌、高血壓、肥胖癥和便秘等疾病有輔助治療作用［3－5］。橄欖果渣中存在大量纖維，筆者擬以橄欖渣為原料，采用非酶重量法制備橄欖渣總膳食纖維，獲得其最佳提取工藝條件，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究所得橄欖渣膳食纖維的理化性質(zhì)，以期為橄欖渣膳食纖維的后期開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 材料

1．1．1 原料與試劑。橄欖渣，福州延福橄欖有限公司提供;苯酚、無(wú)水乙醇、丙酮、濃硫酸，均為分析純。

1．1．2 主要儀器設(shè)備。HC2003的電子天平，慈溪市華徐衡器實(shí)業(yè)有限公司;JSP-100型高速多功能粉碎機(jī)，浙江省永康市金穗機(jī)械制造廠;DHG-9070型電熱恒溫干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;TDL-40B離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠;SPX-150B-Z型生化培養(yǎng)箱，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司;HWS-28型電熱恒溫水浴鍋，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;721型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司。

1．2 試驗(yàn)方法

1．2．1 橄欖渣總膳食纖維的提取工藝流程。橄欖渣總膳食纖維(TDF)提取方法參考農(nóng)業(yè)部NY-T1594－2008［6］中關(guān)于膳食纖維的提取方法。具體流程如下:橄欖渣→去核→80℃

烘干→粉碎后過(guò)標(biāo)準(zhǔn)樣篩→提取→抽濾→濾渣烘干→橄欖渣總膳食纖維。橄欖渣總膳食纖維提取率按以下公式計(jì)算:

式中，m1為橄欖渣總膳食纖維質(zhì)量(g);m2為橄欖渣粉末質(zhì)量(g)。

1．2．2 橄欖渣總膳食纖維提取的單因素試驗(yàn)。

1．2．2．1 顆粒大小對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響。分別稱取過(guò) 40、80、120、160、200 目的橄欖渣各 5．00 g，按料液比為1∶5 g/ml加入80%乙醇溶液，室溫下浸提30 min，移入離心管，4 000 r/min離心15 min，棄去上清液，所得沉淀加入適量丙酮溶液，攪拌均勻，抽濾，所得濾渣60℃烘干除去有機(jī)溶劑，過(guò)篩，制得橄欖渣總膳食纖維，計(jì)算其提取率。

1．2．2．2 乙醇濃度對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響。稱取6份過(guò)160目標(biāo)準(zhǔn)樣篩的橄欖渣各5．00 g，按料液比1∶5 g/ml分別加入 40%、50%、60%、70%、80%、90% 的乙醇溶液，室溫下浸提30 min后，4 000 r/min離心15 min，棄去上清液，所得沉淀加入適量丙酮溶液，攪拌均勻，抽濾，所得濾渣60℃烘干除去有機(jī)溶劑，過(guò)篩，制得橄欖渣總膳食纖維，計(jì)算其提取率。

1．2．2．3 料液比對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響。稱取6份過(guò)160目標(biāo)準(zhǔn)樣篩的橄欖渣各5．00 g，按料液比為1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8 g/ml的分別加入 80% 乙醇溶液，室溫下浸提30 min后，4 000 r/min離心15 min，棄去上清液，所得沉淀加入適量丙酮溶液，攪拌均勻，抽濾，所得濾渣60℃烘干除去有機(jī)溶劑，過(guò)篩，制得橄欖渣總膳食纖維，計(jì)算其提取率。

1．2．2．4 提取時(shí)間對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響。稱取6份過(guò)160目標(biāo)準(zhǔn)樣篩的橄欖渣各5．00 g，按料液比為1∶5 g/ml加入80%乙醇溶液，分別于室溫下浸提 10、20、30、40、50、60 min 后，4 000 r/min 離心 15 min，棄去上清液，所得沉淀加入適量丙酮溶液，攪拌均勻，抽濾，所得濾渣60℃烘干除去有機(jī)溶劑，過(guò)篩，制得橄欖渣總膳食纖維，計(jì)算其提取率。

1．2．2．5 提取溫度對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響。稱取6份過(guò)160目標(biāo)準(zhǔn)樣篩的橄欖渣各5．00 g，按料液比為1∶5 g/ml加入 80%乙醇溶液，分別于 30、40、50、60、70、80 ℃水浴恒溫下浸提30 min，4 000 r/min離心15 min，棄去上清液，所得沉淀加入適量丙酮溶液，攪拌均勻，抽濾，所得濾渣60℃烘干除去有機(jī)溶劑，過(guò)篩，制得橄欖渣總膳食纖維，計(jì)算其提取率。

1．2．3 橄欖渣總膳食纖維的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。結(jié)合單因素試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，選取4個(gè)水平，按照L16(45)開(kāi)展正交試驗(yàn)，確定橄欖渣總膳食纖維最佳提取方法，因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平

1．2．4 橄欖渣總膳食纖維的理化性質(zhì)。

1．2．4．1 橄欖渣總膳食纖維的持水力(water holding capacity，WHC)測(cè)定。參照王慶玲等的測(cè)定方法［7］，測(cè)定橄欖渣總膳食纖維的持水力，并按以下公式計(jì)算:

式中，m0為離心管重(g);m1為樣品干重(g);m2為樣品濕重(g)。

1．2．4．2 橄欖渣總膳食纖維的持油力(oil holding capacity，OHC)測(cè)定。準(zhǔn)確稱取橄欖渣總膳食纖維0．50 g置于經(jīng)干燥的50 ml離心管中，往離心管中加入植物油10．00 ml，振蕩搖勻后于室溫下放置60 min，5 000 r/min離心15 min，除去上清液，用濾紙吸干離心管壁多余植物油，按以下公式計(jì)算橄欖渣總膳食纖維的持油力:

1

式中，m0為離心管重(g);m1為樣品干重(g);m2為樣品吸油后重量(g)。

1．2．4．3 橄欖渣總膳食纖維的膨脹力(swelling capacity，SC)測(cè)定。準(zhǔn)確稱取橄欖渣總膳食纖維2．00 g置于經(jīng)干燥的5 ml量筒中，記錄其原始體積;將橄欖渣總膳食纖維移至50 ml量筒中，加蒸餾水至刻度，攪拌均勻，放置過(guò)夜后測(cè)定其吸水后體積，按以下公式計(jì)算橄欖渣總膳食纖維的膨脹力:

式中，V1為干樣品體積(ml);V2為樣品吸水后體積(ml);m1為離心管重(g)。

1．2．4．4 橄欖渣總膳食纖維的葡萄糖吸附值(glucose adsorption capacity，GAC)測(cè)定。采用苯酚－硫酸法測(cè)定葡萄糖濃度與其在波長(zhǎng)490 nm吸光度的關(guān)系，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算回歸方程。葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

式中，Ci為配制葡萄糖溶液濃度(mmol/L);CS為吸附后葡萄糖溶液濃度(mmol/L);WS為總膳食纖維質(zhì)量(g);Vi為葡萄糖溶液體積(L)。

2 結(jié)果與分析

2．1 顆粒大小對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響 由圖2可知，橄欖渣顆粒大小在160目時(shí)，橄欖渣總膳食纖維的提取率最高，為58．95%，其他顆粒大小的橄欖渣顆粒均不利于橄欖渣總膳食纖維的制備。

2．2 乙醇濃度對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響 如圖3所示，隨著乙醇濃度的增大橄欖渣總膳食纖維提取率先上升后下降。當(dāng)乙醇濃度達(dá)到60%時(shí)，橄欖渣總膳食纖維提取率達(dá)到最高值85．43%，進(jìn)一步增大乙醇濃度，提取率逐漸下降。

則回歸線方程為:y=1．777 5x－0．007 3。其中，y為吸光值;x為葡萄糖濃度(mmol/L);x的范圍為0～0．504 6 mmol/L，R2=0．999 3。

參考Peerajit P等的檢測(cè)方法［8］，準(zhǔn)確稱取適量烘干的葡萄糖粉末，配制成200 mmol/L的葡萄糖溶液，取50 ml葡萄糖溶液加入2．00 g橄欖渣總膳食纖維，攪拌均勻，并于培養(yǎng)箱37℃培養(yǎng)6 h，4 000 r/min離心15 min，取上清液，用苯酚－硫酸法測(cè)吸光值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算葡萄糖濃度，并按以下公式計(jì)算葡萄糖吸附值:

2．3 料液比對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響 如圖4所示，隨著料液比中溶劑用量的增大，橄欖渣總膳食纖維提取率先增加后減少。料液比在1∶6 g/ml時(shí)，其提取率達(dá)到82．33%，料液比中溶劑用量的繼續(xù)增大，提取率反而下降。

2．4 提取時(shí)間對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響 由圖5可知，當(dāng)提取時(shí)間達(dá)到40 min時(shí)，橄欖渣總膳食纖維的提取率最高為83．32%，提取時(shí)間不足或太長(zhǎng)，均不利增強(qiáng)提取效果。

2．5 提取溫度對(duì)橄欖渣總膳食纖維提取率的影響 由圖6可知，隨著提取溫度的升高橄欖渣總膳食纖維提取率先增加后減少。其中，當(dāng)提取溫度達(dá)到40℃時(shí)，橄欖渣總膳食纖維提取率達(dá)到最大值，為80．81%。繼續(xù)增加溫度，由于增加了乙醇的揮發(fā)速度反而會(huì)導(dǎo)致提取率下降。

2．6 正交試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇顆粒大小、乙醇濃度、料液比、提取時(shí)間以及提取溫度作為考察5因素，每個(gè)因素選取4個(gè)數(shù)值作為水平，評(píng)價(jià)指標(biāo)為各組提取率數(shù)值，進(jìn)行L16(45)正交試驗(yàn)，結(jié)果與分析如表2所示。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

由表2分析可知，橄欖渣總膳食纖維的最佳提取工藝條件為A3B2C4D2E3，即顆粒大小為160目，乙醇濃度為60%，料液比為1∶7 g/ml，提取時(shí)間為30 min，提取溫度為50℃。在選取的4因素5水平范圍內(nèi)，料液比影響最大，乙醇濃度的影響僅次于料液比，顆粒大小影響最小。各因素影響大小順序依次為:料液比、乙醇濃度、溫度、時(shí)間、顆粒大小。按最佳提取條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得橄欖渣總膳食纖維提取率為86．81%，與正交試驗(yàn)中的數(shù)值具有一致，說(shuō)明試驗(yàn)結(jié)果可信。

2．7 理化性質(zhì)的測(cè)定 膳食纖維的持水力、持油力、膨脹力是衡量膳食纖維品質(zhì)的重要指標(biāo)［9］。試驗(yàn)得出，橄欖渣總膳食纖維的持水力、持油力、膨脹力、葡萄糖吸附值分別為4．96 g/g、2．45 g/g、6．00 ml/g、18．11 mmol/g。橄欖渣總膳食纖維具有優(yōu)良的理化性質(zhì)，適合加工成功能性食品，具有一定開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

3 結(jié)論

以橄欖渣為原材料，探討橄欖渣總膳食纖維的提取工藝，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行提取工藝條件優(yōu)化，所得橄欖渣總膳食纖維最佳提取工藝:粒度為160目、乙醇濃度為60%、料液比為1∶7 g/ml、提取時(shí)間為30 min、提取溫度為50℃，在此提取工藝條件下，橄欖渣總膳食纖維的提取率為86．81%。橄欖渣總膳食纖維的持水力、持油力、膨脹力、葡萄糖吸附值分別為4．96 g/g、2．45 g/g、6．00 ml/g、18．11 mmol/g，功能特性良好。該工藝操作簡(jiǎn)易方便，工藝參數(shù)可用于實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)橄欖渣加工企業(yè)有較好的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

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